用于将往复活塞式内燃机快速反转的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将往复活塞式内燃机快速反转的控制方法。按照本发明专利技术的用于将往复式活塞内燃机的曲轴在第一旋转方向上的旋转快速反转或制动的控制方法(所述往复式活塞内燃机具体是低速运行的直流扫气式大型二冲程柴油机)包括：在制动阶段，中断向所述往复式活塞内燃机供应燃料，并且在位于与第一气缸关联的第一活塞的上止点位置的区域中的第一曲柄角时，在所述第一气缸的第一排气门的气门液压装置的预定最大开启压力下提供液压介质，使得在第二曲柄角时，最早在所述第一活塞通过所述上止点位置时，通过所述气门液压装置自动地开启所述第一排气门。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于将往复活塞式内燃机的曲轴在第一旋转方向上的旋转快速反转或制动的控制方法，具体地，所述内燃机为低速运行的直流扫气式大型二冲程柴油机，所述往复式活塞内燃机包括气缸，在所述气缸中，活塞被布置成能在与180°的曲柄角对应的上止点和与0°或360°的曲柄角分别对应的下止点之间来回移动，并且所述气缸具有排气门，借助气门液压装置在预定的开启压力下通过液压介质液压致动所述排气门，所述液压介质优选地是液压油。
技术介绍
大型柴油机时常被用作轮船的驱动单元或者也用在固定操作中，例如，用于驱动产生电能的大型发电机。在这个方面，发动机照例在相当长的时间段内以持续操作运行，这使得对操作安全性和可用性的要求高。在特别长的加燃料间隔中，燃料和工作材料的低耗损和经济操纵因此是操作人员操作机器的中心标准。这种具有大气缸内径的低速运行柴油机的活塞运行行为是加燃料间隔长度、可用性、润滑剂消耗、也直接针对操作成本并因此针对操作效率的绝定性因素，还有其它因素。在深海运输中，一直期望并需要在紧急情形下在尽可能短的时间内并因此在尽可能短的距离内将全速的轮船制动或者尽可能快地将发动机反转，使得推进器尽可能快地在相反方向上旋转，使得轮船可继续尽可能立即在相反方向上航行。虽然对于相对小的内燃机船或汽船而言，各种通过长期广泛的应用而被证明有效的过程出于此目的已用了很长时间并且可以经常仅仅借助传动装置执行反转，但是“紧急制动”，即，从全速开始的快速制动对装配有大型往复活塞式内燃机(诸如，装配有低速运行的直流扫气式大型两冲程柴油机)的大型轮船来说是很大程度上未被解决的问题。除了轮船的制动，这涉及与发动机从一个旋转方向快速反转至相反旋转方向密切相关的问题。对于低速运行的直流扫气式大型两冲程柴油机来说，尤其存在以下无法被低估的问题:因为具有这些发动机，由于这些发动机的大尺寸和功率，所以实践中排出了在发动机和推进器之间明显使用传动装置和/或离合器，因而推进器借助轴以可旋转的方式固定连接到具有这种发动机的轮船中的大型柴油机的曲轴。因此相比于在推进器和发动机之间设置传动装置的驱动相比，该驱动的构造公认为地明显更简单。然而，这种不带传动装置并且不带离合器的构造的缺点在于，推进器一直(即，在每种操作状态下)以可旋转的方式固定连接到发动机并且至少在发动机的操作状态(即，只要发动机没有成为完全停滞的状态)下不可与发动机断开。也就是说，在停止发动机以制动轮船(本质上意味着实际上中断了对发动机的燃料供应)的操作状态下，轮船并没有立即就当场停止，而是最开始将由于其巨大的惯性继续航行，只是将逐渐一点点地丧失速度。就这点而言，推进器此时被认为不再被发动机驱动；然而，它被推进器和水之间的持续相对速度驱动，在水中行进。然而，由于推进器以可旋转的方式固定连接到发动机并且还不可与发动机断开，因此发动机此时也在这种操作状态下被推进器驱动。这意味着，在停止燃料供应之后，发动机却将继续在相当长的时间段内在原始方向上旋转，因为它此时被推进器驱动。可仅通过在反向旋转方向上重新启动发动机来实现将轮船制动或者将轮船的前行方向反转的加速。对于大多数已知的轮船发动机，特别是对于巨型直流扫气式大型二冲程柴油机，可仅通过在合适的时间点(即，以合适的曲柄角)将压缩空气(也被称为术语“启动空气”)在足够的高压下压入气缸套中，使得通过启动空气作用于活塞而使发动机在所需的反向旋转方向上重新启动，来实现这种加速。由于推进器借助曲轴在所述发动机的气缸套中的活塞上所施加的巨大力(如上所述，所述巨大力使得尽管停止供应燃料但发动机继续在原始方向上旋转)，所以最早当启动空气的最大可用压力足以补偿推进器作用于活塞的力时，发动机接着可在相反方向上重新启动，使得发动机可被设置成在启动空气的作用下在相反方向上足够快地旋转，以致发动机可最终在重新开始供应燃料时在相反方向上独立地重新启动。当发动机在相反旋转方向上重新启动时，与发动机以可旋转的方式固定连接的推进器自然地同样在发动机的作用下在相反方向上驱动，由此，轮船的制动可随后逐渐加速，直到轮船的前行最终变得停滞，或者根据需要，轮船可开始在相反方向上前行。上述和之前的将轮船制动和反转的惯例过程的缺点是显而易见的。另一方面，将轮船(尤其是，带有低速运行的直流扫气式大型二冲程柴油机的轮船)需要大量时间，因为在发动机可在相反方向上重新启动之前，首先必须进行很长时间的等待，直到轮船已经丧失足够的速度并且已经变得足够慢，使得借助推进器进行的发动机驱动可被启动空气补偿。这仍然要花费相当长的时间长度，当必须在紧急情形下可靠地、立即非常快地使轮船制动(例如，为了防止与冰山、另一个障碍物或者另一艘轮船相撞)时，这是个大缺点。著名的泰坦尼克(Titanic)灾难至今让人记忆犹新，在这场灾难中，除了别的外，不能立即将轮船制动。即使泰坦尼克不是由低速运行的直流扫气式大型二冲程柴油机驱动的，这个问题基本上是一样的。这样使得制动时或者反转到相反前行方向时轮船行进的距离减至最小，经常尝试通过向气缸套供应启动空气而尽可能在最早的时间将发动机反转。然而，发动机被推进器驱动从而在旧方向上运行越快，为了能够开始相反方向上的反转，需要的启动空气或启动空气能量越多。这不仅成本高并且是能量消耗大的，因为首选必须使用对应的压缩器来产生启动空气并且必须将启动空气贮存在压力贮存体中。但该方法还产生了以下的风险:消耗了更多或更少的启动空气总贮存量，发动机在相反方向上启动却是不可能的。这样不仅进一步延迟了制动，而且可甚至变成安全风险，因为在这种情形下，必须再次提供新启动空气并且同时发动机可不再再次启动，在某些情况下这样会带来致命后果，因为轮船在这种情形下是没有被驱动的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种可将发动机(具体地，低速运行的直流扫气式大型二冲程柴油机)在相反方向上更有效且更快反转的方法，其中，极大程度地避免了根据现有技术描述的问题；具体地，可避开现有技术中已知的致命安全问题并且可以更经济地且更节省能量地另外执行发动机的反转。满足这些目的的本专利技术的主题的特征在于:在制动阶段中断向所述往复式活塞内燃机供应燃料，并且在位于与第一气缸关联的第一活塞的上止点位置的区域中的第一曲柄角时，在所述第一气缸的第一排气门的气门液压装置的预定最大开启压力下提供所述液压介质，使得在第二曲柄角时，最早在所述第一活塞通过所述上止点位置时，通过所述气门液压装置自动地开启所述第一排气门。本专利技术的特别有利的实施方式如下:在第一优选实施方式中，所述第二曲柄角位于所述第一活塞的上止点之后、在所述第一活塞的上止点和下止点之间的范围内，所述第二曲柄角的值介于180°和360°之间，优选地介于180°和225°之间，或介于180°和200°之间，特别优选地介于180°和190°之间。在第二优选实施方式中，在位于所述第二曲柄角和所述第一活塞的下止点之间的区域中的第三曲柄角时，再闭合所述第一排气门，以在所述第一气缸中产生预定真空。在第三优选实施方式中，在所述往复活塞式内燃机在所述第一旋转方向的旋转的所述制动阶段中选择所述第三曲柄角，使得通过在所述第三曲柄角时闭合所述第一排气门，在所述第一气缸中产生真空，从而对所述往复活塞式内燃机在所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将往复式活塞内燃机的曲轴在第一旋转方向上的旋转快速反转或制动的控制方法，所述往复式活塞内燃机具体是低速运行的直流扫气式大型二冲程柴油机，所述往复式活塞内燃机包括气缸，在所述气缸中，活塞被布置成能在与180°的曲柄角对应的上止点和与0°或360°的曲柄角分别对应的下止点之间来回移动，并且所述气缸具有排气门，借助气门液压装置在预定的开启压力下通过液压介质液压致动所述排气门，所述液压介质优选地是液压油，其特征在于，在制动阶段中，中断向所述往复式活塞内燃机供应燃料，并且在位于与第一气缸关联的第一活塞的上止点位置的区域中的第一曲柄角时，在所述第一气缸的第一排气门的气门液压装置的预定最大开启压力下提供所述液压介质，使得在第二曲柄角时，最早在所述第一活塞通过所述上止点位置时，通过所述气门液压装置自动地开启所述第一排气门。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A·豪斯勒，埃德温·富拉格，
申请(专利权)人：温特图尔汽柴油公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH